JP2013151589A - Resin composition, semiconductor device, multilayer circuit board and electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂組成物、半導体装置、多層回路基板および電子部品に関する。 The present invention relates to a resin composition, a semiconductor device, a multilayer circuit board, and an electronic component.
近年の電子機器の高機能化および軽薄短小化の要求に伴い、これらの電子機器に使用される半導体パッケージも、従来にも増して、小型化かつ多ピン化が進んできている。これら電子部品の電気的な接続を得るためには、半田接合が用いられている。この半田接合としては、例えば半導体チップ同士の導通接合部、フリップチップで搭載したパッケージのような半導体チップと回路基板間との導通接合部、回路基板同士の導通接合部等が挙げられる。この半田接合部には、電気的な接続強度および機械的な接続強度を確保するために、一般的にアンダーフィル材と呼ばれる封止樹脂が注入されている（アンダーフィル封止）。 With recent demands for higher functionality and lighter, thinner and smaller electronic devices, semiconductor packages used in these electronic devices are becoming smaller and multi-pin than ever. In order to obtain an electrical connection between these electronic components, solder bonding is used. Examples of the solder bonding include a conductive bonding portion between semiconductor chips, a conductive bonding portion between a semiconductor chip such as a package mounted in a flip chip and a circuit board, a conductive bonding portion between circuit boards, and the like. In order to ensure electrical connection strength and mechanical connection strength, a sealing resin generally called an underfill material is injected into the solder joint portion (underfill sealing).
この半田接合部によって生じた空隙（ギャップ）を液状封止樹脂（アンダーフィル材）で補強する場合、半田接合後に液状封止樹脂（アンダーフィル材）を供給し、これを硬化することによって半田接合部を補強している。しかしながら、電子部品の薄化、小型化に伴い、半田接合部は狭ピッチ化／狭ギャップ化しているため、半田接合後に液状封止樹脂（アンダーフィル材）を供給してもギャップ間に液状封止樹脂（アンダーフィル材）が行き渡らなく、完全に充填することが困難になるという問題が生じている。 When the gap (gap) generated by the solder joint is reinforced with a liquid sealing resin (underfill material), the liquid sealing resin (underfill material) is supplied after the solder joint, and the solder is bonded by curing it. The part is reinforced. However, as the electronic components become thinner and smaller, the solder joints are narrowed in pitch / narrow gap. Therefore, even if liquid sealing resin (underfill material) is supplied after soldering, the liquid sealing between the gaps There is a problem that the stop resin (underfill material) does not spread and it becomes difficult to completely fill the resin.
このような問題に対して、フラックス機能を有する樹脂組成物を介して、半田接合と接着とを一括で行う方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。 In order to solve such a problem, a method is known in which solder bonding and adhesion are collectively performed through a resin composition having a flux function (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の樹脂組成物では、回路部材同士を接合する際に、位置ずれが生じてしまい、接合不良が発生するといった問題があった。 However, the conventional resin composition has a problem in that when the circuit members are bonded to each other, a positional shift occurs and a bonding failure occurs.
本発明の目的は、回路部材同士を良好に電気的に接続可能な樹脂組成物を提供すること、および、このような樹脂組成物を用いた半導体装置、多層回路基板および電子部品を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a resin composition capable of satisfactorily electrically connecting circuit members to each other, and to provide a semiconductor device, a multilayer circuit board, and an electronic component using such a resin composition. It is in.
このような目的は、下記（１）〜（９）に記載の本発明により達成される。
（１） 回路部材同士を接着するとともにそれぞれの回路部材が有する回路電極同士を電気的に接続するために用いられ、フラックス機能を有する樹脂組成物であって、
エポキシ樹脂と、
フラックス活性を有する化合物と、
平均粒径０．２μｍ以下の無機充填材と、を含むことを特徴とする樹脂組成物。
Such an object is achieved by the present invention described in the following (1) to (9).
(1) A resin composition having a flux function, which is used for bonding circuit members together and electrically connecting circuit electrodes of each circuit member,
Epoxy resin,
A compound having flux activity;
And an inorganic filler having an average particle size of 0.2 μm or less.
（２） 前記無機充填材の含有量は、１５〜７５重量％である上記（１）に記載の樹脂組成物。 (2) The resin composition according to (1), wherein the content of the inorganic filler is 15 to 75% by weight.
（３） 樹脂組成物を用いて膜厚１００μｍで形成した塗膜に含まれる樹脂組成物成分の硬化反応率が４０％以下の状態における当該塗膜の可視光の透過率は、３０％以上である上記（１）または（２）に記載の樹脂組成物。 (3) The visible light transmittance of the coating film in a state where the curing reaction rate of the resin composition component contained in the coating film formed with a film thickness of 100 μm using the resin composition is 40% or less is 30% or more. The resin composition as described in (1) or (2) above.
（４） 前記エポキシ樹脂の含有量は、１５〜７０重量％である上記（１）ないし（３）のいずれか１項に記載の樹脂組成物。 (4) The resin composition according to any one of (1) to (3), wherein the content of the epoxy resin is 15 to 70% by weight.
（５） 前記エポキシ樹脂は、２５℃で液状のエポキシ樹脂を含むものである上記（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の樹脂組成物。 (5) The resin composition according to any one of (1) to (4), wherein the epoxy resin includes an epoxy resin that is liquid at 25 ° C.
（６） 前記フラックス活性を有する化合物は、１分子中に２個のフェノール性水酸基と、少なくとも１個の芳香族に直接結合したカルボキシル基とを含む化合物である上記（１）ないし（５）のいずれか１項に記載の樹脂組成物。 (6) The compound having the flux activity is a compound containing two phenolic hydroxyl groups in one molecule and a carboxyl group directly bonded to at least one aromatic group. The resin composition according to any one of the above.
（７） 上記（１）ないし（６）のいずれか１項に記載の樹脂組成物の硬化物を有することを特徴とする半導体装置。 (7) A semiconductor device comprising a cured product of the resin composition according to any one of (1) to (6).
（８） 上記（１）ないし（６）のいずれか１項に記載の樹脂組成物の硬化物を有することを特徴とする多層回路基板。 (8) A multilayer circuit board comprising a cured product of the resin composition according to any one of (1) to (6) above.
（９） 上記（１）ないし（６）のいずれか１項に記載の樹脂組成物の硬化物を有することを特徴とする電子部品。 (9) An electronic component comprising a cured product of the resin composition according to any one of (1) to (6) above.
本発明によれば、回路部材同士を良好に電気的に接続可能な樹脂組成物を提供すること、および、このような樹脂組成物を用いた半導体装置、多層回路基板および電子部品を提供することができる。 According to the present invention, a resin composition capable of satisfactorily electrically connecting circuit members to each other and a semiconductor device, a multilayer circuit board, and an electronic component using such a resin composition are provided. Can do.
以下、本発明について詳細に説明する。
《樹脂組成物》
まず、本発明の樹脂組成物について説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
<Resin composition>
First, the resin composition of the present invention will be described.
本発明の樹脂組成物は、例えば、基板、半導体チップ、半導体パッケージ等の半田接合が考えられる回路部材同士を電気的に接続する際に用いられるものである。また、本発明の樹脂組成物は、フラックス機能を有している。なお、本明細書中において、回路部材とは、例えば、配線回路が形成された、半導体ウエハ、リジット基板、フレキシブル基板、リジットフレキシブル基板等のことをいう。 The resin composition of the present invention is used, for example, when electrically connecting circuit members, such as a substrate, a semiconductor chip, and a semiconductor package, which can be soldered together. Moreover, the resin composition of this invention has a flux function. In the present specification, the circuit member means, for example, a semiconductor wafer, a rigid substrate, a flexible substrate, a rigid flexible substrate, or the like on which a wiring circuit is formed.
本発明の樹脂組成物は、フラックス機能を有するものであり、エポキシ樹脂と、フラックス活性を有する化合物と、平均粒径０．２μｍ以下の無機充填材とを含んでいる。 The resin composition of the present invention has a flux function, and includes an epoxy resin, a compound having flux activity, and an inorganic filler having an average particle size of 0.2 μm or less.
ところで、従来の樹脂組成物では、回路部材同士を接合する際に、回路部材同士の間に付与した樹脂組成物によって、回路部材の接合位置が十分に視認することができず、位置ずれが生じてしまい、接合不良が発生するといった問題があった。 By the way, in the conventional resin composition, when joining circuit members, the joining position of a circuit member cannot fully be visually recognized by the resin composition provided between circuit members, and position shift arises. As a result, there is a problem in that poor bonding occurs.
これに対して、本発明のように、無機充填材として平均粒径０．２μｍ以下のものを用いることにより、本発明の樹脂組成物を回路部材に付与した際の回路部材の接合箇所の視認性が向上し、位置合わせが容易になるとともに、フラックス機能により、回路部材同士を良好に電気的に接続することができる。 On the other hand, as shown in the present invention, by using the inorganic filler having an average particle size of 0.2 μm or less, the joint location of the circuit member when the resin composition of the present invention is applied to the circuit member is visually recognized. As a result, the alignment is facilitated, and the circuit members can be electrically connected to each other well by the flux function.
また、樹脂組成物を用いて膜厚１００μｍで形成した塗膜に含まれる樹脂組成物成分の硬化反応率が４０％以下の状態における当該塗膜の可視光の透過率は、３０％以上であるのが好ましく、４０％以上であるのがより好ましい。これにより、樹脂組成物を回路部材に付与した際の回路部材の接合箇所の視認性がさらに良好なものとなり、位置合わせがさらに容易になるとともに、フラックス機能により、回路部材同士を良好に電気的に接続することができる。 Further, the visible light transmittance of the coating film in a state where the curing reaction rate of the resin composition component contained in the coating film formed with a film thickness of 100 μm using the resin composition is 40% or less is 30% or more. Is preferable, and it is more preferable that it is 40% or more. As a result, the visibility of the joint location of the circuit member when the resin composition is applied to the circuit member is further improved, alignment is further facilitated, and the circuit members are electrically connected with each other by the flux function. Can be connected to.
以下、各成分について詳細に説明する。
［エポキシ樹脂］
本発明の樹脂組成物には、エポキシ樹脂が含まれている。エポキシ樹脂を含むことにより、硬化後の樹脂組成物の耐熱性を優れたものとすることができる。エポキシ樹脂としては、１分子中にエポキシ基が２個以上であるものを使用することができる。
Hereinafter, each component will be described in detail.
[Epoxy resin]
The resin composition of the present invention contains an epoxy resin. By including an epoxy resin, the heat resistance of the cured resin composition can be made excellent. As the epoxy resin, one having two or more epoxy groups in one molecule can be used.
具体的には、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールナフトール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂等、ジアリルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル型エポキシ、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル型エポキシ、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル型エポキシ、ｏ−アリルビスフェノールＡ型ジグリシジルエーテル、３，３'，５，５'−テトラメチル４，４'−ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル型エポキシ、４，４'−ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル型エポキシ、１，６−ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル型エポキシ、フェノールノボラック型エポキシ、臭素型クレゾールノボラック型エポキシ、ビスフェノールＤジグリシジルエーテル型エポキシ，１，６ナフタレンジオールのグリシジルエーテル、アミノフェノール類のトリグリシジルエーテルなどのエポキシ樹脂が挙げられる。これらは単独で用いても複数組み合わせて用いても良い。また、信頼性の優れたプリアプライド用封止樹脂組成物を得るために、エポキシ樹脂のＮａ＋、Ｃｌ−等のイオン性不純物はできるだけ少ないものが好ましい。 Specifically, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, cresol naphthol type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, biphenyl aralkyl type epoxy resin, naphthalene skeleton type epoxy resin, diallyl bisphenol A type epoxy resin, bisphenol A Diglycidyl ether type epoxy, bisphenol F diglycidyl ether type epoxy, bisphenol S diglycidyl ether type epoxy, o-allylbisphenol A type diglycidyl ether, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl 4,4′-dihydroxy Biphenyl diglycidyl ether type epoxy, 4,4′-dihydroxybiphenyl diglycidyl ether type epoxy, 1,6-dihydroxybiphenyl diglycidyl ether type epoxy, Examples include enolic novolac type epoxy, bromine type cresol novolac type epoxy, bisphenol D diglycidyl ether type epoxy, 1,6 naphthalene diol glycidyl ether, and aminophenol triglycidyl ether. These may be used alone or in combination. In order to obtain a pre-applied sealing resin composition having excellent reliability, it is preferable that the ionic impurities such as Na + and Cl − in the epoxy resin are as small as possible.
エポキシ樹脂は、２５℃で液状のものを含んでいるのが好ましい。これにより、樹脂組成物の回路部材間への付与性を向上させることができる。また、回路部材同士を接合する際に、回路部材上の複数の配線回路等によって生じる凹凸（ギャップ）をより効果的に埋め込むことができる。また、樹脂組成物をフィルム状にした場合、フィルムに柔軟性および屈曲性を付与することができるため、ハンドリング性に優れたフィルムを得ることができる。また、回路部材同士の電気的接続をより良好なものとすることができる。２５℃において液状のエポキシ樹脂の具体例としては、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル型エポキシ、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル型エポキシ、ビスフェノールＳジグリシジルエーテル型エポキシ、ｏ−アリルビスフェノールＡ型ジグリシジルエーテル、３，３’，５，５’−テトラメチル４，４’−ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル型エポキシ、４，４’−ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル型エポキシ、１，６−ジヒドロキシビフェニルジグリシジルエーテル型エポキシ、フェノールノボラック型エポキシ、臭素型クレゾールノボラック型エポキシ、ビスフェノールＤジグリシジルエーテル型エポキシ、１，６ナフタレンジオールのグリシジルエーテル、アミノフェノール類のトリグリシジルエーテル、エポキシ基を分子内に一つ有するモノエポキシ化合物等が挙げられる。 The epoxy resin preferably contains a liquid at 25 ° C. Thereby, the provision property between the circuit members of a resin composition can be improved. Moreover, when joining circuit members, the unevenness | corrugation (gap) produced by the some wiring circuit etc. on a circuit member can be embedded more effectively. In addition, when the resin composition is formed into a film, flexibility and flexibility can be imparted to the film, so that a film having excellent handling properties can be obtained. Further, the electrical connection between the circuit members can be made better. Specific examples of the epoxy resin that is liquid at 25 ° C. include bisphenol A diglycidyl ether type epoxy, bisphenol F diglycidyl ether type epoxy, bisphenol S diglycidyl ether type epoxy, o-allylbisphenol A type diglycidyl ether, 3, 3 ', 5,5'-tetramethyl 4,4'-dihydroxybiphenyl diglycidyl ether type epoxy, 4,4'-dihydroxybiphenyl diglycidyl ether type epoxy, 1,6-dihydroxybiphenyl diglycidyl ether type epoxy, phenol novolac type Epoxy, bromine-type cresol novolak-type epoxy, bisphenol D diglycidyl ether-type epoxy, 1,6-naphthalenediol glycidyl ether, aminophenol triglycidyl ether Ether, mono-epoxy compounds having one epoxy group in the molecule.
前記エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を用いるのが好ましい。これにより、回路部材同士を接合する際にさらに容易に位置合わせを行うことができるとともに、樹脂組成物の、回路部材に対する密着性、さらに、樹脂組成物の硬化後の機械特性を優れたものとすることができる。 Examples of the epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, glycidyl amine type epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin, and the like. Among these, it is preferable to use bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin. As a result, it is possible to more easily align the circuit members when joining the circuit members, and to improve the adhesion of the resin composition to the circuit members and the mechanical properties after curing of the resin composition. can do.
また、２５℃で液状であるエポキシ樹脂としては、より好ましくは、２５℃における粘度が、５００〜５０，０００ｍＰａ・ｓであるもの、さらに好ましくは、８００〜４０，０００ｍＰａ・ｓであるものが挙げられる。２５℃における粘度を上記下限値以上とすることで、硬化後の機械特性が十分に得られない場合がある。また、２５℃における粘度を上記上限値以下とすることで、回路部材上の複数の配線回路等によって生じる凹凸（ギャップ）を十分に埋め込むことが困難となる場合がある。 Moreover, as an epoxy resin which is liquid at 25 degreeC, More preferably, the thing in which the viscosity in 25 degreeC is 500-50,000 mPa * s, More preferably, what is 800-40,000 mPa * s is mentioned. It is done. By setting the viscosity at 25 ° C. to the above lower limit or more, the mechanical properties after curing may not be sufficiently obtained. In addition, by setting the viscosity at 25 ° C. to the upper limit value or less, it may be difficult to sufficiently fill the unevenness (gap) generated by a plurality of wiring circuits on the circuit member.
また、２０℃における屈折率が１．６以下であるエポキシ樹脂が含まれているのが好ましく、１．４５〜１．５５であるエポキシ樹脂が含まれているのがより好ましい。これにより、回路部材同士を接合する際により容易に位置合わせを行うことができる。 Moreover, it is preferable that the epoxy resin whose refractive index in 20 degreeC is 1.6 or less is contained, and it is more preferable that the epoxy resin which is 1.45-1.55 is contained. Thereby, when joining circuit members, alignment can be performed more easily.
樹脂組成物中におけるエポキシ樹脂の含有量は、特に限定されないが、１５〜７５重量％であるのが好ましく、２５〜４５重量％であるのがより好ましい。これにより、回路部材の接合箇所をより視認しやすくなり、位置合わせを容易に行うことができるととに、硬化後の機械特性を特に優れたものとすることができる。 Although content of the epoxy resin in a resin composition is not specifically limited, It is preferable that it is 15 to 75 weight%, and it is more preferable that it is 25 to 45 weight%. Thereby, it becomes easy to visually recognize the joining location of a circuit member, and it can perform alignment, and can make the mechanical characteristics after hardening especially excellent.
［フラックス活性を有する化合物］
本発明の樹脂組成物は、フラックス活性を有する化合物（以下、フラックス活性化合物とも記載する。）を含むことにより、回路部材の端子の半田表面の酸化膜を除去すること、回路部材同士を確実に半田接合することができるため、接続信頼性の高い多層回路基板、電子部品、半導体装置等を得ることができる。
[Compound with flux activity]
The resin composition of the present invention contains a compound having flux activity (hereinafter also referred to as a flux active compound), thereby removing the oxide film on the solder surface of the terminal of the circuit member, and ensuring that the circuit members are connected to each other. Since it can be soldered, a multilayer circuit board, an electronic component, a semiconductor device, etc. with high connection reliability can be obtained.
フラックス活性化合物としては、半田表面の酸化膜を除去する働きがあれば、特に限定されるものではないが、カルボキシル基またはフェノール性水酸基のいずれか、あるいは、カルボキシル基およびフェノール水酸基の両方を備える化合物が好ましい。 The flux active compound is not particularly limited as long as it has a function of removing an oxide film on the surface of the solder, but it is either a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group, or a compound having both a carboxyl group and a phenol hydroxyl group Is preferred.
フラックス活性化合物の配合量は、１〜３０重量％であるのが好ましく、３〜２０重量％であるのがより好ましい。フラックス活性化合物の配合量が、上記範囲であることにより、フラックス活性を向上させることができるとともに、樹脂組成物を硬化した際に、未反応のエポキシ樹脂やフラックス活性化合物が残存するのを防止することができ、耐マイグレーション性を向上することができる。 The blending amount of the flux active compound is preferably 1 to 30% by weight, and more preferably 3 to 20% by weight. When the blending amount of the flux active compound is within the above range, the flux activity can be improved, and when the resin composition is cured, the unreacted epoxy resin and the flux active compound are prevented from remaining. Migration resistance can be improved.
また、エポキシ樹脂の硬化剤として作用する化合物の中には、フラックス活性を有する化合物が存在する（以下、このような化合物を、フラックス活性を有する硬化剤とも記載する。）。例えば、エポキシ樹脂の硬化剤として作用する、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸等は、フラックス作用も有している。本発明では、このような、フラックスとしても作用し、エポキシ樹脂の硬化剤としても作用するようなフラックス活性を有する硬化剤を、好適に用いることができる。 Further, among the compounds that act as curing agents for epoxy resins, there are compounds having flux activity (hereinafter, such compounds are also referred to as curing agents having flux activity). For example, aliphatic dicarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids and the like that act as curing agents for epoxy resins also have a flux action. In the present invention, a curing agent having such a flux activity that acts as a flux and also acts as a curing agent for an epoxy resin can be suitably used.
なお、カルボキシル基を備えるフラックス活性化合物とは、分子中にカルボキシル基が１つ以上存在するものをいい、液状であっても固体であってもよい。また、フェノール性水酸基を備えるフラックス活性化合物とは、分子中にフェノール性水酸基が１つ以上存在するものをいい、液状であっても固体であってもよい。また、カルボキシル基およびフェノール性水酸基を備えるフラックス活性化合物とは、分子中にカルボキシル基およびフェノール性水酸基がそれぞれ１つ以上存在するものをいい、液状であっても固体であってもよい。 The flux active compound having a carboxyl group means a compound having one or more carboxyl groups in the molecule, and may be liquid or solid. Further, the flux active compound having a phenolic hydroxyl group means a compound having one or more phenolic hydroxyl groups in the molecule, and may be liquid or solid. Further, the flux active compound having a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group means a compound having one or more carboxyl groups and phenolic hydroxyl groups in the molecule, and may be liquid or solid.
これらのうち、カルボキシル基を備えるフラックス活性化合物としては、脂肪族酸無水物、脂環式酸無水物、芳香族酸無水物、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸等が挙げられる。 Among these, examples of the flux active compound having a carboxyl group include aliphatic acid anhydrides, alicyclic acid anhydrides, aromatic acid anhydrides, aliphatic carboxylic acids, and aromatic carboxylic acids.
前記カルボキシル基を備えるフラックス活性化合物に係る脂肪族酸無水物としては、無水コハク酸、ポリアジピン酸無水物、ポリアゼライン酸無水物、ポリセバシン酸無水物等が挙げられる。 Examples of the aliphatic acid anhydride related to the flux active compound having a carboxyl group include succinic anhydride, polyadipic acid anhydride, polyazeline acid anhydride, polysebacic acid anhydride, and the like.
前記カルボキシル基を備えるフラックス活性化合物に係る脂環式酸無水物としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物等が挙げられる。 Examples of the alicyclic acid anhydride related to the flux active compound having a carboxyl group include methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methylhymic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, and trialkyl. Examples include tetrahydrophthalic anhydride and methylcyclohexene dicarboxylic acid anhydride.
前記カルボキシル基を備えるフラックス活性化合物に係る芳香族酸無水物としては、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコールビストリメリテート、グリセロールトリストリメリテート等が挙げられる。 Examples of the aromatic acid anhydride related to the flux active compound having a carboxyl group include phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenone tetracarboxylic anhydride, ethylene glycol bistrimellitate, glycerol tris trimellitate. Etc.
前記カルボキシル基を備えるフラックス活性化合物に係る脂肪族カルボン酸としては、例えば、下記一般式（２）で示される化合物や、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、オレイン酸、フマル酸、マレイン酸、シュウ酸、マロン酸、琥珀酸等が挙げられる。 Examples of the aliphatic carboxylic acid related to the flux active compound having a carboxyl group include a compound represented by the following general formula (2), formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid pivalate, and caprylic acid. , Lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, oleic acid, fumaric acid, maleic acid, oxalic acid, malonic acid, oxalic acid and the like.
ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）ｎ−ＣＯＯＨ （２）
（式（２）中、ｎは、１以上２０以下の整数を表す。）
HOOC- (CH 2) n -COOH ( 2)
(In formula (2), n represents an integer of 1 or more and 20 or less.)
前記カルボキシル基を備えるフラックス活性化合物に係る芳香族カルボン酸としては、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘミメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、メロファン酸、プレーニト酸、ピロメリット酸、メリット酸、キシリル酸、ヘメリト酸、メシチレン酸、プレーニチル酸、トルイル酸、ケイ皮酸、サリチル酸、２，３−ジヒドロキシ安息香酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、ゲンチジン酸（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）、２，６−ジヒドロキシ安息香酸、３，５−ジヒドロキシ安息香酸、浸食子酸（３，４，５−トリヒドロキシ安息香酸）、１，４−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３，５−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸等のナフトエ酸誘導体、フェノールフタリン、ジフェノール酸等が挙げられる。 As the aromatic carboxylic acid related to the flux active compound having a carboxyl group, benzoic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, hemimellitic acid, trimellitic acid, trimesic acid, merophanic acid, planitic acid, pyromellitic acid, Mellitic acid, xylic acid, hemelic acid, mesitylene acid, prenylic acid, toluic acid, cinnamic acid, salicylic acid, 2,3-dihydroxybenzoic acid, 2,4-dihydroxybenzoic acid, gentisic acid (2,5-dihydroxybenzoic acid ), 2,6-dihydroxybenzoic acid, 3,5-dihydroxybenzoic acid, gallic acid (3,4,5-trihydroxybenzoic acid), 1,4-dihydroxy-2-naphthoic acid, 3,5-dihydroxy -2-Naphthoic acid derivatives such as naphthoic acid, phenolphthaline, diphenolic acid, etc. It is.
これらの前記カルボキシル基を備えるフラックス活性化合物のうち、フラックス活性化合物が有する活性度、樹脂組成物の硬化時におけるアウトガスの発生量、および硬化後の樹脂組成物の弾性率やガラス転移温度等のバランスが良い点で、前記一般式（２）で示される化合物が好ましい。そして、前記一般式（１）で示される化合物のうち、式（２）中のｎが３〜１０である化合物が、硬化後の樹脂組成物における弾性率が増加するのを抑制することができるとともに、半導体チップ、基板等の回路部材同士の接着性を向上させることができる点で、特に好ましい。 Among these flux active compounds having the carboxyl group, the balance of the activity of the flux active compound, the amount of outgas generated when the resin composition is cured, and the elastic modulus and glass transition temperature of the cured resin composition However, the compound represented by the general formula (2) is preferable. And the compound whose n in Formula (2) is 3-10 among the compounds shown by the said General formula (1) can suppress that the elasticity modulus in the resin composition after hardening increases. In addition, it is particularly preferable in that the adhesion between circuit members such as a semiconductor chip and a substrate can be improved.
前記一般式（２）で示される化合物のうち、式（２）中のｎが３〜１０である化合物としては、例えば、ｎ＝３のグルタル酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）３−ＣＯＯＨ）、ｎ＝４のアジピン酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）４−ＣＯＯＨ）、ｎ＝５のピメリン酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）５−ＣＯＯＨ）、ｎ＝８のセバシン酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）８−ＣＯＯＨ）およびｎ＝１０のＨＯＯＣ−（ＣＨ２）１０−ＣＯＯＨ−等が挙げられる。 Among the compounds represented by the general formula (2), as the compound in which n in the formula (2) is 3 to 10, for example, n = 3 glutaric acid (HOOC— (CH 2 ) 3 —COOH), n = 4 adipic acid (HOOC— (CH 2 ) 4 —COOH), n = 5 pimelic acid (HOOC— (CH 2 ) 5 —COOH), n = 8 sebacic acid (HOOC— (CH 2 ) 8 -COOH) and of n = 10 HOOC- (CH 2) 10 -COOH- , and the like.
前記フェノール性水酸基を備えるフラックス活性化合物としては、フェノール類が挙げられ、具体的には、例えば、フェノール、ｏ−クレゾール、２，６−キシレノール、ｐ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｏ−エチルフェノール、２，４−キシレノール、２，５キシレノール、ｍ−エチルフェノール、２，３−キシレノール、メジトール、３，５−キシレノール、ｐ−ターシャリブチルフェノール、カテコール、ｐ−ターシャリアミルフェノール、レゾルシノール、ｐ−オクチルフェノール、ｐ−フェニルフェノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡＦ、ビフェノール、ジアリルビスフェノールＦ、ジアリルビスフェノールＡ、トリスフェノール、テトラキスフェノール等のフェノール性水酸基を含有するモノマー類等が挙げられる。 Examples of the flux active compound having a phenolic hydroxyl group include phenols, specifically, for example, phenol, o-cresol, 2,6-xylenol, p-cresol, m-cresol, o-ethylphenol, 2,4-xylenol, 2,5 xylenol, m-ethylphenol, 2,3-xylenol, meditol, 3,5-xylenol, p-tertiarybutylphenol, catechol, p-tertiaryamylphenol, resorcinol, p-octylphenol Monomers containing phenolic hydroxyl groups such as p-phenylphenol, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol AF, biphenol, diallyl bisphenol F, diallyl bisphenol A, trisphenol, tetrakisphenol Kind, and the like.
上述したようなカルボキシル基またはフェノール水酸基のいずれか、あるいは、カルボキシル基およびフェノール水酸基の両方を備える化合物は、エポキシ樹脂との反応で三次元的に取り込まれる。 A compound having either a carboxyl group or a phenol hydroxyl group as described above, or a compound having both a carboxyl group and a phenol hydroxyl group is incorporated three-dimensionally by reaction with an epoxy resin.
そのため、硬化後のエポキシ樹脂の三次元的なネットワークの形成を向上させるという観点からは、フラックス活性化合物としては、フラックス作用を有し且つエポキシ樹脂の硬化剤として作用するフラックス活性を有する硬化剤を用いるのが好ましい。フラックス活性を有する硬化剤としては、例えば、１分子中に、エポキシ樹脂に付加することができる２つ以上のフェノール性水酸基と、フラックス作用（還元作用）を示す芳香族に直接結合した１つ以上のカルボキシル基とを備える化合物が挙げられる。このようなフラックス活性を有する硬化剤としては、２，３−ジヒドロキシ安息香酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、ゲンチジン酸（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）、２，６−ジヒドロキシ安息香酸、３，４−ジヒドロキシ安息香酸、没食子酸（３，４，５−トリヒドロキシ安息香酸）等の安息香酸誘導体；１，４−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３，５−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３，７−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸等のナフトエ酸誘導体；フェノールフタリン；およびジフェノール酸等が挙げられ、これらは１種単独または２種以上を組み合わせて用いることができる。 Therefore, from the viewpoint of improving the formation of a three-dimensional network of the epoxy resin after curing, as the flux active compound, a curing agent having a flux activity and acting as a curing agent for the epoxy resin is used. It is preferable to use it. As a curing agent having flux activity, for example, one or more phenolic hydroxyl groups that can be added to an epoxy resin in one molecule and one or more bonded directly to an aromatic group that exhibits a flux action (reduction action). And a compound having a carboxyl group. Examples of the curing agent having such flux activity include 2,3-dihydroxybenzoic acid, 2,4-dihydroxybenzoic acid, gentisic acid (2,5-dihydroxybenzoic acid), 2,6-dihydroxybenzoic acid, 3, Benzoic acid derivatives such as 4-dihydroxybenzoic acid and gallic acid (3,4,5-trihydroxybenzoic acid); 1,4-dihydroxy-2-naphthoic acid, 3,5-dihydroxy-2-naphthoic acid, 3, Examples thereof include naphthoic acid derivatives such as 7-dihydroxy-2-naphthoic acid; phenolphthaline; and diphenolic acid. These may be used alone or in combination of two or more.
これらの中でも、半田表面の酸化膜を除去する効果とエポキシ樹脂との反応性に優れる、２，３−ジヒドロキシ安息香酸、ゲンチジン酸、フェノールフタリンを用いるのが好ましい。 Among these, it is preferable to use 2,3-dihydroxybenzoic acid, gentisic acid, and phenolphthaline, which are excellent in the effect of removing the oxide film on the solder surface and the reactivity with the epoxy resin.
また、樹脂組成物中、フラックス活性を有する硬化剤の配合量は、１〜３０重量％が好ましく、３〜２０重量％が特に好ましい。樹脂組成物中のフラックス活性を有する硬化剤の配合量が、上記範囲であることにより、樹脂組成物のフラックス活性を向上させることができるとともに、樹脂組成物中に、エポキシ樹脂と未反応のフラックス活性を有する硬化剤が残存するのが防止される。なお、未反応のフラックス活性を有する硬化剤が残存すると、マイグレーションが発生する。 Moreover, 1-30 weight% is preferable and, as for the compounding quantity of the hardening | curing agent which has flux activity in a resin composition, 3-20 weight% is especially preferable. When the blending amount of the curing agent having the flux activity in the resin composition is within the above range, the flux activity of the resin composition can be improved, and the epoxy resin and the unreacted flux are contained in the resin composition. It is prevented that the curing agent having activity remains. Note that migration occurs when the curing agent having unreacted flux activity remains.
エポキシ樹脂とフラックス活性化合物との配合比は、特に限定されないが、（エポキシ樹脂／フラックス活性化合物）が０．５〜１２．０であることが好ましく、２．０〜１０．０であることが特に好ましい。（エポキシ樹脂／フラックス活性化合物）を上記下限値以上とすることで、樹脂組成物を硬化させる際に、未反応のフラックス活性化合物を低減することができるため、耐マイグレーション性を向上することができる。また、上記上限値以下とすることで、樹脂組成物を硬化させる際に、未反応のエポキシ樹脂を低減することができるため、耐マイグレーション性を向上することができる。 The blending ratio of the epoxy resin and the flux active compound is not particularly limited, but (epoxy resin / flux active compound) is preferably 0.5 to 12.0, and preferably 2.0 to 10.0. Particularly preferred. By setting (epoxy resin / flux active compound) to be equal to or higher than the above lower limit value, when the resin composition is cured, unreacted flux active compound can be reduced, and thus migration resistance can be improved. . Moreover, since it is possible to reduce unreacted epoxy resin when the resin composition is cured by setting the upper limit value or less, migration resistance can be improved.
［無機充填材］
本発明の樹脂組成物は、無機充填材を含んでいる。これにより、硬化後の樹脂組成物の線膨張係数を低下することができ、それによって信頼性を向上することができる。
[Inorganic filler]
The resin composition of the present invention contains an inorganic filler. Thereby, the linear expansion coefficient of the resin composition after hardening can be reduced, thereby improving the reliability.
また、本発明の樹脂組成物中に含まれる無機充填材は、平均粒径が０．２μｍ以下のものである。このようなサイズの無機充填材を含むことにより、樹脂組成物を光が透過する際に、可視光の透過を無機充填材が阻害するのを低減することができ、その結果、樹脂組成物を回路部材に付与した際の回路部材の接合箇所の視認性がさらに良好なものとなり、位置合わせがさらに容易になるとともに、フラックス機能により、回路部材同士を良好に電気的に接続することができる。 The inorganic filler contained in the resin composition of the present invention has an average particle size of 0.2 μm or less. By including an inorganic filler of such a size, when light passes through the resin composition, it is possible to reduce the inhibition of visible light transmission by the inorganic filler, and as a result, the resin composition can be reduced. The visibility of the joint location of the circuit member when applied to the circuit member is further improved, positioning becomes easier, and the circuit members can be electrically connected to each other well by the flux function.
無機充填材としては、上記条件を満足するものであれば、特に限定されず、例えば、銀、酸化チタン、シリカ、マイカ等を挙げることができる。これらの中でもシリカを用いるのが好ましい。これにより、樹脂組成物を回路部材に付与した際の回路部材の接合箇所の視認性を良好なものとしつつ、硬化後の樹脂組成物の熱特性に優れたものとすることができる。 The inorganic filler is not particularly limited as long as the above conditions are satisfied, and examples thereof include silver, titanium oxide, silica, and mica. Of these, silica is preferably used. Thereby, it can be made excellent in the thermal characteristic of the resin composition after hardening, making the visibility of the joint location of a circuit member good when giving a resin composition to a circuit member.
また、シリカフィラーの形状としては、破砕シリカと球状シリカがあるが、球状シリカが好ましい。 Moreover, as a shape of a silica filler, although there exists crushing silica and spherical silica, spherical silica is preferable.
前記無機充填材の平均粒径は、特に限定されないが、０．２μｍ以下であるのが好ましく、０．０１〜０．２μｍであるのがより好ましく、０．１〜０．２μｍであるのがさらに好ましい。上記範囲とすることで、樹脂組成物を回路部材に付与した際の回路部材の接合箇所の視認性を良好なものとしつつ、回路部材同士の接合時の樹脂組成物の低粘度化が図れ、接合を良好に行うことができる。また、樹脂組成物内でフィラーの凝集を抑制し、外観を向上させることができる。 The average particle size of the inorganic filler is not particularly limited, but is preferably 0.2 μm or less, more preferably 0.01 to 0.2 μm, and more preferably 0.1 to 0.2 μm. Further preferred. By setting the above range, the viscosity of the resin composition at the time of joining between the circuit members can be reduced while improving the visibility of the joint location of the circuit member when the resin composition is applied to the circuit member, Bonding can be performed satisfactorily. Moreover, aggregation of a filler in a resin composition can be suppressed and an external appearance can be improved.
前記無機充填材の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全体に対して１５〜７０重量％であるのが好ましく、２０〜７０重量％であるのがより好ましい。これにより、樹脂組成物を回路部材に付与した際の回路部材の接合箇所の視認性を良好なものとしつつ、硬化後の樹脂組成物の熱特性に優れたものとすることができる。また、上記範囲とすることで、硬化後の樹脂組成物と回路部材との間の線膨張係数差が小さくなり、熱衝撃の際に発生する応力を低減させることができるため、回路部材の剥離をさらに確実に抑制することができる。さらに、硬化後の樹脂組成物の弾性率が高くなりすぎるのを抑制することができるため、半導体装置の信頼性が上昇する。 Although content of the said inorganic filler is not specifically limited, It is preferable that it is 15 to 70 weight% with respect to the whole resin composition, and it is more preferable that it is 20 to 70 weight%. Thereby, it can be made excellent in the thermal characteristic of the resin composition after hardening, making the visibility of the joint location of a circuit member good when giving a resin composition to a circuit member. In addition, by setting the above range, the difference in linear expansion coefficient between the cured resin composition and the circuit member is reduced, and the stress generated during the thermal shock can be reduced. Can be more reliably suppressed. Furthermore, since it can suppress that the elasticity modulus of the resin composition after hardening becomes high too much, the reliability of a semiconductor device rises.
［その他の成分］
また、本発明の樹脂組成物は、上記以外の成分を含んでいてもよい。
[Other ingredients]
Moreover, the resin composition of this invention may contain components other than the above.
例えば、本発明の樹脂組成物は、重量平均分子量が３００〜１５００であるフェノール系硬化剤を含んでいてもよい。これにより、樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度を高めること、および、アウトガスとなるフェノール系ノボラック樹脂の量を低減することができ、さらに、耐イオンマイグレーション性を向上させることが可能となる。また、樹脂組成物に適度な柔軟性を付与することができる。また、回路部材同士の電気的接続をより良好なものとすることができる。 For example, the resin composition of the present invention may contain a phenolic curing agent having a weight average molecular weight of 300 to 1500. Thereby, the glass transition temperature of the hardened | cured material of a resin composition can be raised, the quantity of the phenol-type novolak resin used as outgas can be reduced, and also it becomes possible to improve ion migration resistance. Moreover, moderate softness | flexibility can be provided to a resin composition. Further, the electrical connection between the circuit members can be made better.
前記フェノール系硬化剤としては、特に限定されず、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡ型ノボラック樹脂、ビスフェノールＦ型ノボラック樹脂、ビスフェノールＡＦ型ノボラック樹脂等が挙げられる。中でも、上述したような関係をより容易に満足させることができるとともに、また、接着フィルム１の硬化物のガラス転移温度を効果的に高めることができ、アウトガスとなるフェノール系ノボラック樹脂の量を低減することができる、フェノールノボラッック樹脂、クレゾールノボラック樹脂を用いるのが好ましい。
The phenolic curing agent is not particularly limited, and examples thereof include phenol novolak resin, cresol novolak resin, bisphenol A type novolak resin, bisphenol F type novolak resin, and bisphenol AF type novolak resin. Among them, the above-described relationship can be satisfied more easily, and the glass transition temperature of the cured product of the
樹脂組成物中における前記フェノール系硬化剤の含有量は、特に限定されるわけではないが、３〜３０重量％であるのが好ましく、５〜２５重量％であるのがより好ましい。フェノール系硬化剤の含有量を上記範囲とすることで、樹脂組成物によって、回路部材上の複数の配線回路等によって生じる凹凸（ギャップ）をより効果的に埋め込むことができる。また、樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度を効果的に高めること、さらに、アウトガスとなるフェノール系ノボラック樹脂の量を効果的に低減することを両立することができる。 Although content of the said phenol type hardening | curing agent in a resin composition is not necessarily limited, It is preferable that it is 3-30 weight%, and it is more preferable that it is 5-25 weight%. By setting the content of the phenolic curing agent in the above range, the resin composition can more effectively fill the unevenness (gap) generated by a plurality of wiring circuits on the circuit member. In addition, it is possible to effectively increase the glass transition temperature of the cured product of the resin composition and to effectively reduce the amount of the phenolic novolak resin that becomes outgas.
前記フェノール系硬化剤中の１核体から３核体の合計の含有量が３０％より小さい（４核体以上の合計の含有量が７０％以上）場合、エポキシ樹脂との反応性が低下し、樹脂組成物の硬化物中に未反応のフェノール系ノボラック樹脂が残留するため、耐マイグレーション性が低下してしまう場合がある。また、前記化合物（Ａ）中の１核体から３核体の合計の含有量が７０％より大きい（４核体以上の合計の含有量が３０％以下）場合、樹脂組成物（接着フィルム１）を硬化させる際のアウトガス量が増大し、半導体チップ、基板等の回路部材の表面を汚染してしまったり、耐マイグレーション性が低下してしまったりといった問題が生じる場合がある。 If the total content of mononuclear to trinuclear in the phenolic curing agent is less than 30% (total content of 4 or more nuclei is 70% or more), the reactivity with the epoxy resin is reduced. Since the unreacted phenolic novolak resin remains in the cured product of the resin composition, migration resistance may be reduced. When the total content of mononuclear to trinuclear in the compound (A) is greater than 70% (the total content of four or more nuclei is 30% or less), the resin composition (adhesive film 1) ) Is increased, which may cause problems such as contamination of the surface of a circuit member such as a semiconductor chip or a substrate, or deterioration of migration resistance.
前記フェノール系硬化剤中の２核体と３核体の合計の含有量は、特に限定されないが、３０〜７０％であるのが好ましい。これにより、樹脂組成物を硬化させる際のアウトガス量が増大し、半導体チップ、回路基板等の回路部材の表面を汚染してしまうことをより効果的に防止することができる。 Although the total content of the binuclear body and the trinuclear body in the phenol-based curing agent is not particularly limited, it is preferably 30 to 70%. Thereby, the amount of outgas at the time of hardening a resin composition increases, and it can prevent more effectively that the surface of circuit members, such as a semiconductor chip and a circuit board, is contaminated.
前記フェノール系硬化剤中の１核体の含有量は、特に限定されないが、１％以下であることが好ましく、０．８％以下であることが特に好ましい。前記１核体の含有量を、上記範囲とすることで、樹脂組成物を硬化する際のアウトガス量を低減することができ、半導体チップ、回路基板等の回路部材の汚染を抑制することができ、さらに、耐マイグレーション性を向上することができる。 The content of the mononuclear substance in the phenol-based curing agent is not particularly limited, but is preferably 1% or less, and particularly preferably 0.8% or less. By setting the content of the mononuclear body within the above range, the amount of outgas when the resin composition is cured can be reduced, and contamination of circuit members such as semiconductor chips and circuit boards can be suppressed. Furthermore, the migration resistance can be improved.
前記フェノール系硬化剤の重量平均分子量は、特に限定されないが、３００〜１，５００であることが好ましく、４００〜１４００であることが特に好ましい。これにより、樹脂組成物を硬化させる際のアウトガス量が増大し、半導体チップ、回路基板等の回路部材の表面を汚染してしまうことをより効果的に防止することができる。ここで、重量平均分子量は、ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラム）により測定することができる。 Although the weight average molecular weight of the said phenol type hardening | curing agent is not specifically limited, It is preferable that it is 300-1,500, and it is especially preferable that it is 400-1400. Thereby, the amount of outgas at the time of hardening a resin composition increases, and it can prevent more effectively that the surface of circuit members, such as a semiconductor chip and a circuit board, is contaminated. Here, the weight average molecular weight can be measured by GPC (gel permeation chromatogram).
また、樹脂組成物は、硬化促進剤をさらに含んでもよい。硬化促進剤は硬化性樹脂の種類等に応じて適宜選択することができる。硬化促進剤としては、例えば融点が１５０℃以上のイミダゾール化合物を使用することができる。使用される硬化促進剤の融点が１５０℃以上であると、樹脂組成物の硬化が完了する前に、半田バンプを構成する半田成分が半導体チップに設けられた内部電極表面に移動することができ、内部電極間の電気的接続を良好なものとすることができる。融点が１５０℃以上のイミダゾール化合物としては、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルヒドロキシイミダゾール、２−フェニル−４−メチルヒドロキシイミダゾール等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。 The resin composition may further contain a curing accelerator. A hardening accelerator can be suitably selected according to the kind etc. of curable resin. As the curing accelerator, for example, an imidazole compound having a melting point of 150 ° C. or higher can be used. When the melting accelerator used has a melting point of 150 ° C. or higher, the solder component constituting the solder bump can move to the surface of the internal electrode provided on the semiconductor chip before the curing of the resin composition is completed. The electrical connection between the internal electrodes can be made good. Examples of the imidazole compound having a melting point of 150 ° C. or higher include 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-phenylhydroxyimidazole, 2-phenyl-4-methylhydroxyimidazole, and the like. They can be used in combination.
樹脂組成物中の前記硬化促進剤の含有量は、特に限定されないが、０．００５〜１０重量％であるのが好ましく、０．０１〜５重量％であるのがより好ましい。これにより、硬化促進剤としての機能を更に効果的に発揮させて、樹脂組成物の硬化性を向上させることができるとともに、半田バンプを構成する半田成分の溶融温度における樹脂の溶融粘度が高くなりすぎず、良好な半田接合構造が得られる。また、樹脂組成物の保存性を更に向上させることができる。 Although content of the said hardening accelerator in a resin composition is not specifically limited, It is preferable that it is 0.005 to 10 weight%, and it is more preferable that it is 0.01 to 5 weight%. As a result, the function as a curing accelerator can be exhibited more effectively, the curability of the resin composition can be improved, and the melt viscosity of the resin at the melting temperature of the solder component constituting the solder bump is increased. However, a good solder joint structure can be obtained. Moreover, the preservability of the resin composition can be further improved.
これらの硬化促進剤は、１種で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
また、本発明の樹脂組成物は、シランカップリング剤を更に含んでもよい。シランカップリング剤を含むことにより、半導体チップ、基板等の回路部材に対する樹脂組成物の密着性を高めることができる。シランカップリング剤としては、例えば、エポキシシランカップリング剤、芳香族含有アミノシランカップリング剤等が使用できる。これらは１種で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。シランカップリング剤の配合量は、適宜選択すればよいが、前記樹脂組成物全体に対して、好ましくは０．０１〜１０重量％であり、より好ましくは０．０５〜５重量％であり、更に好ましくは０．１〜２重量％である。
These curing accelerators may be used alone or in combination of two or more.
The resin composition of the present invention may further contain a silane coupling agent. By including a silane coupling agent, the adhesiveness of the resin composition with respect to circuit members, such as a semiconductor chip and a board | substrate, can be improved. As the silane coupling agent, for example, an epoxy silane coupling agent, an aromatic-containing aminosilane coupling agent and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more. The blending amount of the silane coupling agent may be appropriately selected, but is preferably 0.01 to 10% by weight, more preferably 0.05 to 5% by weight, based on the entire resin composition. More preferably, it is 0.1 to 2% by weight.
また、本発明の樹脂組成物を接着フィルムとして用いる場合、本発明の樹脂組成物は、成膜性樹脂を含んでいてもよい。 Moreover, when using the resin composition of this invention as an adhesive film, the resin composition of this invention may contain film-forming resin.
成膜性樹脂としては、例えば、（メタ）アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、シロキサン変性ポリイミド樹脂、ポリブタジエン、ポリプロピレン、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体、ポリアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ポリアミド樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−アクリル酸共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ酢酸ビニル、ナイロン等を挙げることができる。これらは、１種で用いても、２種以上を併用してもよい。中でも、（Ｄ）成膜性樹脂としては、（メタ）アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂およびポリイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を用いるのが好ましい。 Examples of the film-forming resin include (meth) acrylic resin, phenoxy resin, polyester resin, polyurethane resin, polyimide resin, siloxane-modified polyimide resin, polybutadiene, polypropylene, styrene-butadiene-styrene copolymer, styrene-ethylene- Butylene-styrene copolymer, polyacetal resin, polyvinyl butyral resin, polyvinyl acetal resin, butyl rubber, chloroprene rubber, polyamide resin, acrylonitrile-butadiene copolymer, acrylonitrile-butadiene-acrylic acid copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer Examples include coalescence, polyvinyl acetate, and nylon. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, as the (D) film-forming resin, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of (meth) acrylic resins, phenoxy resins, and polyimide resins.
成膜性樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、１万以上が好ましく、より好ましくは２万〜１００万、更に好ましくは３万〜９０万である。重量平均分子量が前記範囲であると、樹脂組成物の成膜性をより向上させることができる。 The weight average molecular weight of the film-forming resin is not particularly limited, but is preferably 10,000 or more, more preferably 20,000 to 1,000,000, still more preferably 30,000 to 900,000. When the weight average molecular weight is in the above range, the film forming property of the resin composition can be further improved.
樹脂組成物を接着フィルムとして用いる場合、成膜性樹脂の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物中の１０〜５０重量％であるのが好ましく、１５〜４０重量％であるのがより好ましく、２０〜３５重量％がさらに好ましい。含有量が前記範囲内であると、樹脂組成物の流動性を抑制することができ、接着フィルムの取り扱いが容易になる。 When the resin composition is used as an adhesive film, the content of the film-forming resin is not particularly limited, but is preferably 10 to 50% by weight in the resin composition, and more preferably 15 to 40% by weight. Preferably, 20 to 35% by weight is more preferable. When the content is within the above range, the fluidity of the resin composition can be suppressed, and the handling of the adhesive film becomes easy.
樹脂組成物を接着フィルムとして用いる場合、接着フィルムの厚さは、特に限定されないが、１〜３００μｍであることが好ましく、５〜２００μｍであることがより好ましい。厚さが前記範囲内であると、回路部材同士の間隙に樹脂成分を十分に充填することができ、樹脂成分の硬化後の機械的接着強度を確保することができる。 When using a resin composition as an adhesive film, although the thickness of an adhesive film is not specifically limited, It is preferable that it is 1-300 micrometers, and it is more preferable that it is 5-200 micrometers. When the thickness is within the above range, the gap between the circuit members can be sufficiently filled with the resin component, and the mechanical adhesive strength after curing of the resin component can be ensured.
なお、樹脂組成物がフィルム状である場合、２５℃においてフィルム状であるのが好ましい。これにより、フィルムの取り扱い性が向上する。 In addition, when a resin composition is a film form, it is preferable that it is a film form at 25 degreeC. Thereby, the handleability of a film improves.
《半導体装置の製造方法および半導体装置》
次に、本発明の樹脂組成物を用いた半導体装置の製造方法および半導体装置について説明する。
<< Semiconductor Device Manufacturing Method and Semiconductor Device >>
Next, a method for manufacturing a semiconductor device using the resin composition of the present invention and a semiconductor device will be described.
図１は、半導体装置の製造方法の一例を示す断面図である。
図１に示すように、基材４１、配線回路４２、絶縁部４３、パッド部４４を有する回路基板４（回路部材）を用意する（図１（ａ））。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a semiconductor device.
As shown in FIG. 1, a circuit board 4 (circuit member) having a
回路基板４の配線回路４２の平均厚さは、１〜３０μｍであるのが好ましく、５〜２０μｍであるのがより好ましい。これにより、樹脂組成物１によって、回路基板４上の複数の配線回路４２によって生じる凹凸（ギャップ）をより確実に埋め込むことができる。
The average thickness of the
また、隣接する配線回路４２の中心間距離は、１〜５００μｍであるのが好ましく、５〜３００μｍであるのがより好ましい。これにより、樹脂組成物１によって、回路基板４と半導体チップ５（他の回路部材）との間に生じる凹凸（ギャップ）を確実に埋め込むことができる。
The distance between the centers of the
一方、複数の半田バンプ５１を備えた半導体ウエハーを用意する。
この半導体ウエハーの半田バンプ５１が設けられた面の全面を覆うように、樹脂組成物１（本発明の樹脂組成物）を付与する。ウエハー上に塗布する方法としては、メタルマスクやメッシュマスクを用いた印刷法、スピンコート法、またはリリースフィルム上にシート化したものを貼り付ける方法等を用いることができる。
On the other hand, a semiconductor wafer provided with a plurality of solder bumps 51 is prepared.
The resin composition 1 (resin composition of the present invention) is applied so as to cover the entire surface of the semiconductor wafer on which the solder bumps 51 are provided. As a method of coating on the wafer, a printing method using a metal mask or a mesh mask, a spin coating method, a method of attaching a sheet formed on a release film, or the like can be used.
次に樹脂組成物からなる塗布膜付き半導体ウエハーを、ダイシングにより個片化し、半導体チップ５（他の回路部材）を得る。当該工程においては、一般的なダイシング装置を使用し、乾式又は湿式ダイシングを行うことによって個片化することが可能である。 Next, the semiconductor wafer with the coating film made of the resin composition is divided into pieces by dicing to obtain the semiconductor chip 5 (other circuit member). In this process, it is possible to divide into pieces by using a general dicing apparatus and performing dry or wet dicing.
次に、半導体チップ５の半田バンプ５１と、回路基板４のパッド部４４とを位置合わせしながら（図１（ｂ））、半導体チップ５と回路基板４とを樹脂組成物１を介して仮圧着し、回路基板４上に半導体チップ５を固定する（図１（ｃ））。なお、樹脂組成物１は本発明の樹脂組成物であることから、位置合わせを容易に行うことができる。
Next, while aligning the solder bumps 51 of the
仮圧着する方法としては、特に限定されないが、圧着機、フリップチップボンダー等を用い行うことができる。仮圧着する条件は、特に限定されないが、温度は６０〜２００℃が好ましく、８０〜１８０℃が特に好ましい。また、時間は０．１〜６０秒が好ましく、１〜６０秒が特に好ましい。さらに、圧力は０．１〜２．０ＭＰａが好ましく、０．３〜１．５ＭＰａが特に好ましい。これにより、半導体チップ５を回路基板４に確実に仮圧着することができる。
A method for temporary pressure bonding is not particularly limited, but a pressure bonding machine, a flip chip bonder, or the like can be used. The conditions for temporary pressure bonding are not particularly limited, but the temperature is preferably 60 to 200 ° C, particularly preferably 80 to 180 ° C. The time is preferably from 0.1 to 60 seconds, particularly preferably from 1 to 60 seconds. Furthermore, the pressure is preferably from 0.1 to 2.0 MPa, particularly preferably from 0.3 to 1.5 MPa. As a result, the
次に、半田バンプ５１を溶融してパッド部４４と半田接合する半田接続部５１１を形成する（図１（ｄ））。
Next, the
半田接続する条件は、使用する半田の種類にもよるが、例えばＳｎ３．５Ａｇの場合、温度は２２０〜２６０℃が好ましく、２３０〜２５０℃が特に好ましい。また、時間は５〜５００秒が好ましく、１０〜１００秒が特に好ましい。さらに、圧力は０．１〜２．０ＭＰａが好ましく、０．３〜１．５ＭＰａが特に好ましい。半田接続する条件は、使用する半田により、適宜選択することができる。 Although the conditions for solder connection depend on the type of solder used, for example, in the case of Sn3.5Ag, the temperature is preferably 220 to 260 ° C, particularly preferably 230 to 250 ° C. The time is preferably 5 to 500 seconds, particularly preferably 10 to 100 seconds. Furthermore, the pressure is preferably from 0.1 to 2.0 MPa, particularly preferably from 0.3 to 1.5 MPa. The conditions for solder connection can be appropriately selected depending on the solder used.
この半田接合は、半田バンプ５１が溶融した後に、樹脂組成物１が硬化するような条件で行うことが好ましい。すなわち、半田接合は、半田バンプ５１を溶融させるが、樹脂組成物１の硬化反応があまり進行しないような条件で実施することが好ましい。これにより、半田接続する際の半田接続部の形状を接続信頼性に優れるような安定した形状とすることができる。
This solder bonding is preferably performed under conditions such that the
次に、樹脂組成物１を加熱して硬化させる。硬化させる条件は、特に限定されないが、温度は１３０〜２２０℃が好ましく、１４０〜１６０℃が特に好ましい。また、時間は３０〜５００分が好ましく、６０〜１８０分が特に好ましい。さらに、加圧雰囲気下で接着フィルム１を硬化させてもよい。加圧方法としては、特に限定されないが、オーブン中に窒素、アルゴン等の加圧流体を導入することにより行うことができる。前記加圧力は、０．１〜１０ＭＰａが好ましく、０．５〜５ＭＰａが特に好ましい。これにより、樹脂組成物１中のボイドを低減することができる。
Next, the
次に、マザーボードに半導体装置を実装するためのバンプ４５を形成する（図１（ｅ））。バンプ４５は導電性を有する金属材料であれば、特に制限されないが、導電性と応力緩和性に優れる半田が好ましい。また、バンプ４５の形成方法は、特に制限されないが、フラックスを利用して半田ボールを接続することにより形成することができる。
Next, bumps 45 for mounting the semiconductor device are formed on the mother board (FIG. 1E). The
このようにして、図１（ｅ）に示すような、回路基板４と半導体チップ５とが樹脂組成物の硬化物１’で接着された半導体装置１０を得ることができる。半導体装置１０は、上述したような樹脂組成物１の硬化物１’で接着されているので電気的接続信頼性に優れている。
In this way, a
なお、上記説明では、半導体ウエハーに本発明の樹脂組成物を付与する場合について説明したが、これに限定されず、回路基板４上に付与してもよいし、半導体ウエハーおよび回路基板４の双方に付与してもよい。 In the above description, the case where the resin composition of the present invention is applied to a semiconductor wafer has been described. However, the present invention is not limited to this, and it may be applied on the circuit board 4 or both of the semiconductor wafer and the circuit board 4. You may give to.
《多層回路基板の製造方法および多層回路基板》
次に、本発明の樹脂組成物を用いた多層回路基板の製造方法および多層回路基板について説明する。
<< Multilayer Circuit Board Manufacturing Method and Multilayer Circuit Board >>
Next, a method for producing a multilayer circuit board using the resin composition of the present invention and the multilayer circuit board will be described.
図２は、多層回路基板の製造方法の一例を示す断面図である。
まず、基材６１、配線回路６２、絶縁部６３、パッド部６４を有する回路基板６（回路部材）を用意する（図２（ａ））。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a multilayer circuit board.
First, a circuit board 6 (circuit member) having a
一方、基材７１、配線回路７２、絶縁部７３、半田バンプ７５、パッド部７４を有する回路基板７（他の回路部材）を用意し、回路基板７全面を覆うように、樹脂組成物１を上記と同様にして付与した後（図２（ｂ））、上記回路基板６のパッド部６４と、回路基板７の半田バンプ７５とを位置合わせしながら、回路基板６と回路基板７とを上記と同様の条件にて仮圧着する（図２（ｃ））。
On the other hand, a circuit board 7 (another circuit member) having a base 71, a
次に、上述した半田接合の条件と同様の条件で、半田バンプ７５を溶融して各パッド部６４と半田接合する半田接合部７１１を形成する（図２（ｄ））。
Next, the solder bumps 75 are melted under the same conditions as the above-described solder joints to form
その後、上述した樹脂組成物１の硬化条件と同様の条件で、樹脂組成物１を硬化させ、図２（ｅ）に示すような、回路基板６、回路基板７とが樹脂組成物１の硬化物１’で接着された多層回路基板１００を得ることができる。多層回路基板１００は、上述したような樹脂組成物１の硬化物１’で接着されているので電気的接続信頼性に優れている。
Thereafter, the
本実施形態では、回路基板を２層積層する実施形態について記載したが、積層する基板の数は３層以上でも構わない。 In the present embodiment, an embodiment in which two layers of circuit boards are stacked has been described, but the number of boards to be stacked may be three or more.
また、上記同様の方法により、半導体チップと半導体チップとを樹脂組成物１の硬化物１’で接着されている電子部品を得ることができる。
Further, an electronic component in which the semiconductor chip and the semiconductor chip are bonded with the cured
以上、本発明について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on suitable embodiment, this invention is not limited to these.
例えば、半導体装置、多層回路基板、電子部品の製造方法は、上記方法に限定されない。 For example, a method for manufacturing a semiconductor device, a multilayer circuit board, and an electronic component is not limited to the above method.
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
各実施例および各比較例の樹脂組成物を、それぞれ、以下のようにして製造した。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to this.
The resin composition of each Example and each comparative example was manufactured as follows, respectively.
（実施例１）
エポキシ樹脂としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（商品名：ＥＸＡ−８３０ＬＶＰ、ＤＩＣ社製、エポキシ当量１６５）２５重量部、ビフェニル型エポキシ樹脂（商品名：ＮＣ−３０００、日本化薬社製、エポキシ当量２７２）７５重量部、溶剤としてエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート（東京化成工業製、沸点１９２℃）４０重量部、という配合量になるように事前に予備混合させた。この予備混合物に、硬化剤としてゲンチジン酸（融点２０２℃）３０重量部、カップリング剤として第２級アミン系シランカップリング剤（Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、商品名：ＫＢＭ−５７３、信越化学工業社製）１重量部、硬化促進剤として２−フェニル−４−メチルイミダゾール（商品名：２Ｐ４ＭＺ、四国化成工業社製）０．１重量部、フィラーとしてシリカ(商品名：サンシール、株式会社トクヤマ製、平均粒径０．１５μｍ）２００重量部を秤量して加え、３本ロールにて分散混練し、真空下脱泡処理をして樹脂組成物を得た。
Example 1
As epoxy resin, 25 parts by weight of bisphenol F type epoxy resin (trade name: EXA-830LVP, manufactured by DIC, epoxy equivalent 165), biphenyl type epoxy resin (trade name: NC-3000, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., epoxy equivalent 272) The mixture was preliminarily mixed so that the blending amount was 75 parts by weight and 40 parts by weight of ethylene glycol monobutyl ether acetate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., boiling point 192 ° C.) as a solvent. In this preliminary mixture, 30 parts by weight of gentisic acid (melting point: 202 ° C.) as a curing agent and secondary amine silane coupling agent (N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, trade name: KBM-) as a coupling agent 573, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 1 part by weight of 2-phenyl-4-methylimidazole (trade name: 2P4MZ, manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.) as a curing accelerator, silica (trade name: Sun) 200 parts by weight of a seal, manufactured by Tokuyama Co., Ltd. (average particle size 0.15 μm) was weighed and added and dispersed and kneaded with three rolls, and defoamed under vacuum to obtain a resin composition.
（実施例２）
フィラーとしてシリカ（商品名：サンシール、株式会社トクヤマ製、平均粒径０．１μｍ）を使用した以外は、前記実施例１と同様にして樹脂組成物を製造した。
(Example 2)
A resin composition was produced in the same manner as in Example 1 except that silica (trade name: Sun Seal, manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size 0.1 μm) was used as the filler.
（実施例３）
フィラーとしてシリカ（商品名：サンシール、株式会社トクヤマ製、平均粒径０．２μｍ）を使用した以外は、前記実施例１と同様にして樹脂組成物を製造した。
(Example 3)
A resin composition was produced in the same manner as in Example 1 except that silica (trade name: Sun Seal, manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size 0.2 μm) was used as the filler.
（実施例４）
エポキシ樹脂としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（商品名：ＥＸＡ−８３０ＬＶＰ、ＤＩＣ社製、エポキシ当量１６５）２５重量部、ビフェニル型エポキシ樹脂（商品名：ＮＣ−３０００、日本化薬社製、エポキシ当量２７２）７５重量部、溶剤としてエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート（東京化成工業製、沸点１９２℃）２０重量部、という配合量になるように事前に予備混合させた。この予備混合物に、硬化剤としてゲンチジン酸（融点２０２℃）３０重量部、カップリング剤として第２級アミン系シランカップリング剤（Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、商品名：ＫＢＭ−５７３、信越化学工業社製）１重量部、硬化促進剤として２−フェニル−４−メチルイミダゾール（商品名：２Ｐ４ＭＺ、四国化成工業社製）０．１重量部、フィラーとしてシリカ(商品名：サンシール、株式会社トクヤマ製、平均粒径０．１５μｍ）９０重量部を秤量して加え、３本ロールにて分散混練し、真空下脱泡処理をして樹脂組成物を得た。
Example 4
As epoxy resin, 25 parts by weight of bisphenol F type epoxy resin (trade name: EXA-830LVP, manufactured by DIC, epoxy equivalent 165), biphenyl type epoxy resin (trade name: NC-3000, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., epoxy equivalent 272) The mixture was preliminarily mixed so that the blending amount was 75 parts by weight and 20 parts by weight of ethylene glycol monobutyl ether acetate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., boiling point 192 ° C.) as a solvent. In this preliminary mixture, 30 parts by weight of gentisic acid (melting point: 202 ° C.) as a curing agent and secondary amine silane coupling agent (N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, trade name: KBM-) as a coupling agent 573, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 1 part by weight of 2-phenyl-4-methylimidazole (trade name: 2P4MZ, manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.) as a curing accelerator, silica (trade name: Sun) 90 parts by weight of a seal, manufactured by Tokuyama Co., Ltd., average particle size 0.15 μm) was weighed and added and dispersed and kneaded with a three roll, and degassed under vacuum to obtain a resin composition.
（実施例５）
エポキシ樹脂としてビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（商品名：ＥＸＡ−８３０ＬＶＰ、ＤＩＣ社製、エポキシ当量１６５）５０重量部、ビフェニル型エポキシ樹脂（商品名：ＮＣ−３０００、日本化薬社製、エポキシ当量２７２）５０重量部、溶剤としてエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート（東京化成工業製、沸点１９２℃）５０重量部、という配合量になるように事前に予備混合させた。この予備混合物に、硬化剤としてゲンチジン酸（融点２０２℃）２５重量部、カップリング剤として第２級アミン系シランカップリング剤（Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、商品名：ＫＢＭ−５７３、信越化学工業社製）１重量部、硬化促進剤として２−フェニル−４−メチルイミダゾール（商品名：２Ｐ４ＭＺ、四国化成工業社製）０．１重量部、フィラーとしてシリカ(商品名：サンシール、株式会社トクヤマ製、平均粒径０．１５μｍ）３００重量部を秤量して加え、３本ロールにて分散混練し、真空下脱泡処理をして樹脂組成物を得た。
(Example 5)
50 parts by weight of bisphenol F type epoxy resin (trade name: EXA-830LVP, manufactured by DIC, epoxy equivalent 165) as an epoxy resin, biphenyl type epoxy resin (trade name: NC-3000, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., epoxy equivalent 272) The mixture was preliminarily mixed so that the blending amount was 50 parts by weight and 50 parts by weight of ethylene glycol monobutyl ether acetate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., boiling point 192 ° C.) as a solvent. In this preliminary mixture, 25 parts by weight of gentisic acid (melting point: 202 ° C.) as a curing agent and secondary amine-based silane coupling agent (N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, trade name: KBM-) as a coupling agent 573, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 1 part by weight of 2-phenyl-4-methylimidazole (trade name: 2P4MZ, manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.) as a curing accelerator, silica (trade name: Sun) 300 parts by weight of a seal, manufactured by Tokuyama Corporation, with an average particle size of 0.15 μm) was weighed and added and dispersed and kneaded with three rolls, followed by defoaming under vacuum to obtain a resin composition.
（比較例１）
フィラーとしてシリカ（商品名：ＳＯ−Ｅ２、株式会社アドマテックス製、平均粒径０．５μｍ）を使用した以外は、前記実施例１と同様にして樹脂組成物を製造した。
(Comparative Example 1)
A resin composition was produced in the same manner as in Example 1 except that silica (trade name: SO-E2, manufactured by Admatechs Co., Ltd., average particle size 0.5 μm) was used as the filler.
（比較例２）
フィラーとしてシリカ（商品名：ＳＯ−Ｅ３、株式会社アドマテックス製、平均粒径１μｍ）を使用した以外は、前記実施例１と同様にして樹脂組成物を製造した。
(Comparative Example 2)
A resin composition was produced in the same manner as in Example 1 except that silica (trade name: SO-E3, manufactured by Admatechs Co., Ltd.,
（比較例３）
フィラーとしてシリカ（商品名：サンシール、株式会社トクヤマ製、平均粒径０．３μｍ）を使用した以外は、前記実施例１と同様にして樹脂組成物を製造した。
(Comparative Example 3)
A resin composition was produced in the same manner as in Example 1 except that silica (trade name: Sun Seal, manufactured by Tokuyama Corporation, average particle size: 0.3 μm) was used as the filler.
各実施例および比較例の樹脂組成物の組成を表１に示した。また、樹脂組成物を用いて膜厚１００μｍで形成した塗膜に含まれる樹脂組成物成分の硬化反応率が４０％以下の状態における当該塗膜の可視光の透過率を合わせて示した。 Table 1 shows the compositions of the resin compositions of the examples and comparative examples. Further, the visible light transmittance of the coating film in a state where the curing reaction rate of the resin composition component contained in the coating film formed with a film thickness of 100 μm using the resin composition is 40% or less is also shown.
［２］加熱前後のフラックス活性の評価
［２．１］加熱前のフラックス活性の評価
上記各実施例および比較例の樹脂組成物を、Ｃｕ板小片（平井精密工業社製）におよそ５０℃で貼り付けた。接着フィルムの上にφ５００μｍの半田ボール（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ、千住金属工業社製）を５つ載せ、圧着装置（筑波メカニクス社製）を用い、５０Ｎ、８０℃で７秒圧着した。その後Ｃｕ板小片を２３０度のホットプレートの上に１０秒のせた。顕微鏡を用い、半田ボールの高さＸを計測した。半田濡れ広がり率＝（０．５−Ｘ／０．５）×１００として値を算出し、以下の判断基準に従い評価した。
[2] Evaluation of flux activity before and after heating [2.1] Evaluation of flux activity before heating The resin compositions of the above Examples and Comparative Examples were placed on a Cu plate piece (manufactured by Hirai Seimitsu Kogyo Co., Ltd.) at about 50 ° C. Pasted. Five solder balls (Sn-3Ag-0.5Cu, manufactured by Senju Metal Industry Co., Ltd.) having a diameter of 500 μm were placed on the adhesive film, and pressure-bonded at 50 N and 80 ° C. for 7 seconds using a pressure bonding device (manufactured by Tsukuba Mechanics). Thereafter, a Cu plate piece was placed on a 230 ° hot plate for 10 seconds. Using a microscope, the height X of the solder ball was measured. The value was calculated as a solder wetting spread rate = (0.5−X / 0.5) × 100 and evaluated according to the following criteria.
◎ ：半田濡れ広がり率が６０％以上である。
○ ：半田濡れ広がり率が４０％以上６０％未満である。
△ ：半田濡れ広がり率が２０％以上４０％未満である。
× ：半田濡れ広がり率が２０％よりも小さい。
A: Solder wetting spread ratio is 60% or more.
○: Solder wetting spread ratio is 40% or more and less than 60%.
Δ: Solder wetting spread ratio is 20% or more and less than 40%.
X: Solder wetting spread rate is smaller than 20%.
［２．２］加熱後のフラックス活性の評価
上記各実施例および比較例の接着フィルムをオーブン（ＥＳＰＥＣ ＤＥＳＫ−ＴＯＰ ＴＹＰＥ ＨＩ−ＴＥＭＰ ＣＨＡＭＢＥＲ ＳＴ−１２０）を用いて指定の温度、時間の熱処理を行った。その後、上記と同様にしてサンプルの作成を行い、半田濡れ広がり率を算出し、上記と同様にして評価した。
この結果を、表１に示した。
[2.2] Evaluation of flux activity after heating The adhesive films of the above examples and comparative examples were subjected to heat treatment at a specified temperature and time using an oven (ESPEC DESK-TOP TYPE HI-TEMP CHAMBER ST-120). It was. Thereafter, samples were prepared in the same manner as described above, the solder wetting spread rate was calculated, and evaluated in the same manner as described above.
The results are shown in Table 1.
［３］半導体装置の製造
上記各実施例および各比較例で得られた樹脂組成物を、２５℃の温度条件下、半導体バンプを有する半導体ウエハー（厚さ０．３ｍｍ、サイズ６インチ）上に滴下し、スピンコーターを用いて、塗布膜を作成した。次いで、９０℃に設定したオーブンに９０分入れ、加熱乾燥させ、厚さ１００μｍの樹脂組成物の層を形成した。
[3] Manufacture of Semiconductor Device The resin composition obtained in each of the above Examples and Comparative Examples was placed on a semiconductor wafer having a semiconductor bump (thickness 0.3 mm, size 6 inches) under a temperature condition of 25 ° C. The solution was dropped and a coating film was prepared using a spin coater. Subsequently, it was put into an oven set at 90 ° C. for 90 minutes and dried by heating to form a resin composition layer having a thickness of 100 μm.
次に、Ｄｉｓｃｏ社製ダイシング装置を使用し、湿式ダイシングを行い、１０ｍｍ角チップ（半導体チップ）に個片化した。 Next, using a disco dicing apparatus, wet dicing was performed to separate into 10 mm square chips (semiconductor chips).
一方、複数の配線回路とパッド部とを有する回路基板（サイズ２０ｍｍ×２０ｍｍ、配線回路の平均厚さ１２μｍ、隣接する配線回路の間隔５０μｍ）を用意した。 On the other hand, a circuit board (size 20 mm × 20 mm, average wiring circuit thickness 12 μm, spacing between adjacent wiring circuits 50 μm) having a plurality of wiring circuits and pad portions was prepared.
次に、上記樹脂組成物が塗付された半田バンプを有する上記半導体チップを、上記回路基板のパッド部と、半田バンプとを目視にて位置あわせを行い、１３０℃１５秒間、５ｋｇｆ／ｃｈｉｐの圧力でチップを仮搭載させた後、半田を溶融させるために２５０℃５秒間加熱することによりフリップチップ接合及び樹脂封止を行った。接続後のフリップチップは１５０℃１２０分にて後硬化させ、半導体チップと、回路基板とが樹脂組成物の硬化物で接着された半導体装置を得た。 Next, the semiconductor chip having the solder bumps coated with the resin composition is visually aligned with the pad portion of the circuit board and the solder bumps, and 5 kgf / chip at 130 ° C. for 15 seconds. After temporarily mounting the chip with pressure, flip chip bonding and resin sealing were performed by heating at 250 ° C. for 5 seconds in order to melt the solder. The flip chip after connection was post-cured at 150 ° C. for 120 minutes to obtain a semiconductor device in which the semiconductor chip and the circuit board were bonded with a cured resin composition.
［４］接続信頼性
各実施例および各比較例の樹脂組成物を用いて得られた半導体装置それぞれ２０個ずつ（各貼り付け温度毎）について、−５５℃の条件下に３０分、１２５℃の条件下に３０分ずつ交互に晒すことを１サイクルとする、温度サイクル試験を１００サイクル行い、試験後の半導体装置について、半導体チップと回路基板の接続抵抗値をデジタルマルチメーターで測定し、接続信頼性を評価した。各符号は、以下の通りである。
[4] Connection reliability About 20 semiconductor devices obtained using the resin compositions of the examples and comparative examples (each at each bonding temperature) for 30 minutes at 125 ° C. and 125 ° C. 100 cycles of a temperature cycle test, where one cycle is 30 minutes of exposure under the above conditions, and the connection resistance value between the semiconductor chip and the circuit board is measured with a digital multimeter for the semiconductor device after the test. Reliability was evaluated. Each code is as follows.
○ ：２０個すべての半導体装置の接続抵抗値が１０Ω以下であった。
× ：１個以上の半導体装置の接続抵抗値が１０Ω以上であった。
この結果を、表１に合わせて示した。
○: The connection resistance values of all 20 semiconductor devices were 10Ω or less.
X: The connection resistance value of one or more semiconductor devices was 10Ω or more.
The results are shown in Table 1.
表１から明らかなように、本発明に係る樹脂組成物は、加熱によってフラックス機能が損なわれず、良好なフラックス活性を示すものであった。また、本発明に係る樹脂組成物を用いて製造された半導体装置は接続信頼性が特に高いものであった。これに対して、比較例では、半導体チップと回路基板との位置合わせがうまくいかず、満足行く結果が得られなかった。 As is clear from Table 1, the resin composition according to the present invention did not lose the flux function by heating, and exhibited good flux activity. Moreover, the semiconductor device manufactured using the resin composition according to the present invention has particularly high connection reliability. On the other hand, in the comparative example, the alignment between the semiconductor chip and the circuit board was not successful, and satisfactory results were not obtained.
１ 樹脂組成物
１’ 硬化物
４ 回路基板
４１ 基材
４２ 配線回路
４３ 絶縁部
４４ パッド部
４５ バンプ
５ 半導体チップ
５１ 半田バンプ
５１１ 半田接続部
６ 回路基板
６１ 基材
６２ 配線回路
６３ 絶縁部
６４ パッド部
７ 基板
７１ 基材
７２ 配線回路
７３ 絶縁部
７４ パッド部
７５ 半田バンプ
７１１ 半田接合部
１０ 半導体装置
１００ 多層回路基板
DESCRIPTION OF
Claims (9)
エポキシ樹脂と、
フラックス活性を有する化合物と、
平均粒径０．２μｍ以下の無機充填材と、を含むことを特徴とする樹脂組成物。 A resin composition having a flux function, which is used for bonding circuit members together and electrically connecting circuit electrodes of each circuit member,
Epoxy resin,
A compound having flux activity;
And an inorganic filler having an average particle size of 0.2 μm or less.
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